JPH10171981A - 刻印文字二値化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 刻印が浅い場合であっても精度良く刻印文字
を二値化すること。 【解決手段】 刻印部分を撮像する撮像部１０と、この
撮像部１０によって撮像された濃淡画像を二値化する二
値化部２０とを備えている。しかも、二値化部２０が、
濃淡画像に基づいて刻印の深さを判定する深さ判定手段
２２と、この深さ判定手段２２によって刻印が浅いと判
定されたときに当該濃淡画像について第１のしきい値α
よりも濃い部分を抽出する黒部分抽出手段２４と、深さ
判定手段２２によって刻印が浅いと判定されたときに当
該濃淡画像について第２のしきい値βよりも薄い部分を
抽出する白部分抽出手段２６と、この白部分抽出部２６
によって抽出された画像と黒部分抽出部２４によって抽
出された画像とを二値化すると共に合成する合成手段２
８とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、刻印文字二値化装
置に係り、特に、エンジンブロックや車体などに打刻さ
れる刻印文字を自動認識する刻印文字認識システムで用
いる二値化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、刻印文字認識システムは、エ
ンジンブロックや車体に打刻された刻印文字をカメラで
撮像してコンピュータに多値画像として取り込み、文字
を自動認識している。

【０００３】このときの多値画像の二値画像への二値化
の手法として、ヒストグラムの谷をしきい値とするモー
ド法や、ヒストグラムの濃度値の累積分布がＰ％となる
濃度値をしきい値とするＰタイル法や、クラス分離度が
最大となる濃度値をしきい値とする判別分析法がある。
これらの詳細は、例えば、「画像処理ハンドブック，昭
晃堂発行，Ｐ２７７〜２７９」に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、刻印文字は打刻ヘッドが磨耗してくると、刻
印の溝の深さが浅くなり、溝の形状が変化すると、コン
ピュータに取り込んだ多値画像も変化する。溝が深い場
合には、文字部は黒、背景部は白に近い色となり、従来
の二値化手法でも精度の高い二値化が可能であるが、溝
が浅くなってくると、文字の右半分が黒、左半分が白と
なり、従来の二値化手法では精度の高い二値化を行うこ
とができない、という不都合があった。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、刻印が浅い場合であっても精度良く刻印
文字を二値化することのできる刻印文字二値化装置を提
供することを、その目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、刻
印部分を撮像する撮像部と、この撮像部によって撮像さ
れた濃淡画像を二値化する二値化部とを備えている。し
かも、二値化部が、前記濃淡画像に基づいて刻印の深さ
を判定する深さ判定手段と、この深さ判定手段によって
刻印が浅いと判定されたときに当該濃淡画像の第１のし
きい値よりも濃い部分を抽出する黒部分抽出部と、前記
深さ判定手段によって刻印が浅いと判定されたときに第
２のしきい値よりも薄い部分を抽出する白部分抽出部
と、この白部分抽出部によって抽出された画像と前記黒
部分抽出部によって抽出された画像とを二値化すると共
に合成する合成部とを備えた、という構成を採ってい
る。これにより前述した目的を達成しようとするもので
ある。

【０００７】深さ判定手段は、濃淡画像に基づいて当該
画像に現れた刻印の深さを判定する。例えば、刻印が浅
くなると文字部分が細くなり、さらには文字部分の半分
が白くなるため、濃度の平均値により刻印の深さを判定
する。さらに、この深さ判定手段によって刻印が浅いと
判定された場合には、黒部分抽出手段が、濃淡画像のう
ち第１のしきい値よりも黒い部分を抽出し、白部分抽出
手段が、当該濃淡画像のうち第２のしきい値よりも白い
部分を抽出する。このため、文字部分の左側と右側とが
抽出されることとなる。さらに、合成手段は、黒部分抽
出手段と白部分抽出手段とによって抽出された画像を二
値化して合成する。このため、刻印が浅い場合であって
も、文字部分の太さを維持しながら二値化が行われる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【０００９】図１は、本発明による刻印文字二値化装置
の構成を示すブロック図である。刻印文字二値化装置
は、刻印部分を撮像する撮像部１０と、この撮像部１０
によって撮像された濃淡画像を二値化する二値化部２０
とを備えている。

【００１０】しかも、二値化部２０が、濃淡画像に基づ
いて刻印の深さを判定する深さ判定手段２２と、この深
さ判定手段２２によって刻印が浅いと判定されたときに
当該濃淡画像について第１のしきい値αよりも濃い部分
を抽出する黒部分抽出手段２４と、深さ判定手段２２に
よって刻印が浅いと判定されたときに当該濃淡画像につ
いて第２のしきい値βよりも薄い部分を抽出する白部分
抽出手段２６と、この白部分抽出部２６によって抽出さ
れた画像と黒部分抽出部２４によって抽出された画像と
を二値化すると共に合成する合成手段２８とを備えてい
る。

【００１１】これを詳細に説明する。

【００１２】撮像部１０は、図２に示すように、エンジ
ンブロック２などの金属表面に打刻された刻印文字１に
斜め上から照射する照明１２と、当該刻印文字１を撮像
するＣＣＤカメラ１１とを備えている。ＣＣＤカメラ１
１で撮像した濃淡画像は、コンピュータ３０に取り込
む。

【００１３】図３は本実施形態の動作を示すフローチャ
ートである。まず、図２に示す構成により濃淡画像を取
り込む（Ｓ１）。次いで、コンピュータ３０では、ま
ず、二値化部２０が、取り込んだ画像に対して文字の二
値化を行う（Ｓ２）。さらに、文字の切り出し（Ｓ
３）、ノイズ除去（Ｓ４）などの前処理を行う。そし
て、得られた画像から特徴値を抽出して認識を行い（Ｓ
５）、その認識結果を出力する（Ｓ６）。

【００１４】図４（Ａ）は取り込んだ原画像（濃淡画
像）を示す説明図であり、図４（Ｂ）は従来手法で二値
化した画像を示す図で、図４（Ｃ）はそのヒストグラム
である。原画像はモノクロで１ドットあたり２５６階調
で表している。０が黒、２５５が白とする。ここでは、
画像サイズを横８０×縦９０ドット（画素数７２００）
とした。具体的には、従来の二値化手法として判別分析
法を用い、図４（Ｃ）に示すしきい値αで二値化した。

【００１５】図５は本実施形態による二値化装置で二値
化した画像を示す説明図である。図５（Ａ）に示すよう
に、黒部分抽出手段２４は、原画像を第１のしきい値α
で二値化する。白部分抽出手段２６は、原画像を第２の
しきい値βで二値化する。このとき、二値化画像の白黒
を反転させる。次いで、合成手段２８は、二値化した２
枚の画像を合成する。

【００１６】図６に二値化のフローチャートを示す。α
及びβの値は全体の画素数における文字部分の画素数の
割合から求める。ここでは、αを求める割合を１０％、
βを求める割合を７％としたが、文字の種類や形状を考
慮して任意の値を設定すればよい。

【００１７】濃度値の小さい方からの累積画素数／全体
の画素数×１００＝１０％となる濃度値をαとする。濃
度値の大きい方からの累積画素数／全体の画素数×１０
０＝７％となる濃度値をβとする。

【００１８】上述した二値化手法は、ｘをある画素の濃
度値として、αをしきい値とすると、次式で表される。

【００１９】ｘ≦α → ｘ＝０ ｘ＞α → ｘ＝２５５

【００２０】一方、本実施形態による二値化の手法は、
次式で表される。

【００２１】ｘ≦α → ｘ＝０ α＜ｘ＜β → ｘ＝２５５ β≦ｘ → ｘ＝０

【００２２】刻印文字が浅くなり、この二値化手段を用
いるかどうかは、深さ判定手段２２が次の手法により判
定する。まず、ヒストグラムの濃度値の大きい方から予
め定めれた一定数の累積画素数分の濃度の平均濃度値を
求める。次に、この平均濃度値が予め定められた基準値
よりも大きいときには、この二値化手段を用いる。濃淡
画像のうち白い部分の画素について、予め定められた画
素数分の濃度の平均を算出すると、刻印が浅くなって白
い部分が増えた場合には、その平均値が高くなる。従っ
て、この平均値を予め定めたしきい値と比較すると、刻
印の深さを判定することができる。

【００２３】図６に示すように、まず、濃淡画像のヒス
トグラムのうち、白側の一定数の画素について平均濃度
値を算出する（Ｓ１１）。次いで、この平均値と予め定
められたしきい値とを比較し（Ｓ１２）、しきい値より
も濃度値が大きく白い場合には、本実施形態による二値
化処理を行うため、ステップＳ１３に処理を移行する。

【００２４】ステップＳ１３では、濃淡画像の各画素に
ついてしきい値α，βと比較する。各画素の濃度ｘがα
より大きくかつβより小さいときは、図５（Ｂ）に示す
しきい値αとβとの中間部分であるため、これを背景と
して値を「２５５（白）」とする（Ｓ１４）。一方、各
画素の濃度ｘがαより小さいか、又はβより大きいとき
には、文字部分であるため、値を「０（黒）」とする。

【００２５】ステップＳ１２において平均値がしきい値
よりも濃い場合には、従来同様しきい値αのみを用いて
二値化を行う（Ｓ１６）。

【００２６】上述したように本実施形態によると、しき
い値を２つ設定して、低い方のしきい値以下及び高い方
のしきい値以上の部分を文字部分とするため、溝の浅い
刻印文字でも精度良く二値化することができ、このた
め、認識率の向上を図ることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、深さ判定手段が、濃淡画像に基づ
いて刻印の深さを判定し、この刻印が浅いとされた場合
には、黒部分抽出手段と白部分抽出手段とが、第１のし
きい値α及び第２のしきい値βとを用いて黒い部分と白
い部分とを抽出し、さらに合成手段がこれを合成するた
め、刻印が浅く文字部分の黒線が細くなった場合でも、
白部分の抽出と合成とにより文字の特徴を損なわずに刻
印文字の二値化を行うことができる。このように、精度
良く刻印文字を二値化することのできる従来にない優れ
た刻印文字二値化装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】図１に示した二値化装置を用いた刻印文字認識
装置のハードウエア資源の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】図２に示した刻印文字認識装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図４】原画像となる濃淡画像とその特徴を示す説明図
であり、図４（Ａ）は原画像を示す図で、図４（Ｂ）は
従来手法により二値化した例を示す図で、図４（Ｃ）は
原画像のヒストグラムを示す図である。

【図５】図１に示した二値化部により二値化する例を示
す説明図であり、図５（Ａ）は白部分と黒部分の抽出か
ら合成するまでの流れを示す図であり、図５（Ｂ）は第
１のしきい値αと第２のしきい値βの例を示す図であ
る。

【図６】図１に示した構成での二値化処理の一例を示す
フローチャートである。

【符号の説明】 １０ 撮像部 ２０ 二値化部 ２２ 深さ判定手段 ２４ 黒部分抽出手段 ２６ 白部分抽出手段 ２８ 合成手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 刻印部分を撮像する撮像部と、この撮像
   部によって撮像された濃淡画像を二値化する二値化部と
   を備えた刻印文字二値化装置において、 前記二値化部が、前記濃淡画像に基づいて刻印の深さを
   判定する深さ判定手段と、この深さ判定手段によって刻
   印が浅いと判定されたときに当該濃淡画像について第１
   のしきい値よりも濃い部分を抽出する黒部分抽出手段
   と、前記深さ判定手段によって刻印が浅いと判定された
   ときに当該濃淡画像について第２のしきい値よりも薄い
   部分を抽出する白部分抽出手段と、この白部分抽出部に
   よって抽出された画像と前記黒部分抽出部によって抽出
   された画像とを二値化すると共に合成する合成手段とを
   備えたことを特徴とする刻印文字二値化装置。